Tandem-Solarzellen versetzen die Solar-Branche derzeit in Aufruhr. Aufgrund ihrer verschiedenen Schichten und Materialien setzen sie neue Maßstäbe. Ein aktuelles Modell verspricht nun einen Wirkungsgrad von über 33 Prozent.
Solaranlagen gelten als eine der wichtigsten Technologien für eine nachhaltige Zukunft. Doch herkömmliche Solarzellen stoßen an physikalische Grenzen, wenn es um Effizienz und Energieumwandlung geht. Sogenannte Tandem-Solarzellen schaffen jedoch Abhilfe. Ein neues Modell brache kürzlich mehrere Effizienzrekorde und könnten die Energiewende maßgeblich vorantreiben.
Normale Solarzellen bestehen meist aus Silizium, das Sonnenlicht aufnimmt und in Strom umwandelt. Allerdings kann Silizium nur bestimmte Anteile des Lichts effektiv nutzen, wodurch der maximale Wirkungsgrad bei knapp 29 Prozent liegt. In der Praxis erreichen heutige Module Werte um die 24 Prozent. Um dieses Limit zu überwinden, setzen Wissenschaftler vermehrt auf Tandem-Solarzellen.
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Tandem-Solarzellen: Kombination aus Silizium und Perowskit
Tandem-Solarzellen kombinieren zwei verschiedene Materialien: Silizium für die längeren Rotanteile des Sonnenlichts und Perowskit, das besonders gut die energiereichen Blauanteile nutzt. Eine Schichttechnik ermöglicht dabei eine höhere Energieausbeute.
Das chinesische Unternehmen JinkoSolar stellte mit seinen Tandem-Solarzellen kürzlich einen neuen Weltrekord auf. Die Module erzielten einen Wirkungsgrad von 33,84 Prozent. Damit übertraf das Unternehmen seine eigene vorherige Bestmarke von 33,24 Prozent.
Der Fortschritt soll Unternehmensangaben zufolge durch verbesserte Verbindungstechnologien zwischen den beiden Schichten sowie eine Optimierung der Perowskit-Kristalle gelungen sein.
Auch deutsche Firmen mischen den Markt auf
Auch in Deutschland verzeichnet man Erfolge: Das Unternehmen Q-Cells entwickelte eine Tandem-Solarzelle, die mit einem Wirkungsgrad von 28,6 Prozent für die industrielle Massenproduktion geeignet sein soll. Im Gegensatz zu Laborversuchen, bei denen oft nur winzige Zellen getestet werden, hat das Unternehmen offenbar ein marktfähiges Modul entwickelt.
Trotz der vielversprechenden Entwicklungen gilt es aber noch einige Hürden zu überwinden.Denn Perowskit ist derzeit weiterhin nicht stabil genug für einen Langzeiteinsatz, da es empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff ist.
Zudem sind die Herstellungskosten für Tandem-Solarzellen momentan noch höher als bei herkömmlichen Siliziummodulen. Dennoch setzen Investoren auf die Technologie. Mit weiteren Fortschritten könnten Tandem-Solarzellen bald auf Hausdächern und in Solarkraftwerken zum Einsatz kommen und einen entscheidenden Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung leisten.
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